学习情境设计二电动机正转控制线路装配与调试分解Word格式文档下载.docx
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节约
教师评分
按表2-2中的项目进行检查，在合格的项目打“√”不合格的打“X”，如有需要请进行调整，最后签字交给老师。
表2-2项目检查
序号
检查项目
合格与否
桌面是否清洁整齐
电路电源是否正常
工具是否齐全
测量仪表是否正常
参考用书、笔、本是否齐全
学生签字：
教师签字：
二、知识准备
《电力拖动基本控制线路一体化教程》
《电工手册》
1．什么是电动机连续运行？
电动机的连续运行控制就是：
。
2．在控制电路中应该对电动机进行什么保护？
为了保证电动机正常运转而不至于发生损坏，电动机依然要有过载、短路、失压欠压保护。
过载保护的电器是。
短路保护的电器是。
失压和欠压保护的电器是
3．电动机连续控制线路是在点动线路的基础上进一步发展而来，因此也需要以下元件：
（1）按扭——用于。
（2）接触器——用于。
（3）热继电器——对电动机进行保护
（4）熔断器——对电动机实行保护
（5）转换开关——电源的引入开关，用于。
（6）端子排——用于。
4．电动机连续控制线路原理分析
（1）与SB1按钮并联的接触器触头的用途是。
我们称这种作用叫。
（2）工作原理：
KM1主触头闭合电动机接通电源
按下启动按钮SB1电动机连
续运转
KM1辅助触头闭合实现联锁
停止时，
KM1主触头断开电动机与电源断开
按下停止按钮SB2电动机停
KM1辅助触头断开解除联锁
接触器线圈得电，其主触头闭合电动机得电而运转。
同时KM1的辅助触头闭合而自锁。
只有当按下停止按钮时候，接触器线圈失电其主触头和自锁触头断开，电动机停。
5．元件的是如何布置和连线（如图2-3所示）？
图2—3
三、制定计划：
通过对以上问题的思考及相关资料的学习，每个小组要及时作出实施整个活动的计划，这个计划包括工作方案、电路设计、工艺流程、工具及材料清单等。
小组内组织研讨。
步骤：
（１）小组积极进行研讨，制定工作方案.
（２）根据工作方案，画草图并进行修正。
（３）根据修正结果（注意创新性思维），画出正式电路图。
（４）作出工具及材料清单。
（５）作出工作流程表。
思考：
要实现的目标是什么？
怎么实现这个目标？
实现这个目标的步骤有哪些？
实现这个目标需要哪些资源？
还有什么需要注意的问题吗？
填写表2-3
表2-3电器元件明细表
名称
型号与规格
单位
数量
三相异步电动机
台
组合开关
只
低压断路器
个
大熔断器
小熔断器
交流接触器
热继电器
8
按钮
9
端子排
条
10
导轨
若干
11
木螺钉
30
12
塑料硬铜线
m
13
塑料软铜线
14
接地线
15
编码套管
16
别径压端子
20
四、作出决策：
每个小组上交工作计划，小组派代表向全班展示并征求意见，最终作出科学、正确的决策。
1．每个小组选派代表上讲台阐述本组的设计方案。
2．各组对其他组的设计方案要提出自己不同的看法。
3．教师结合大家完成的情况进行点评，选出最佳方案。
五、计划实施：
学生按本组制定的计划实施，记录自己（本组）的实施过程。
选择电机、控制器件、及导线
元件布置规则、规范要求？
接线的规范要求及注意事项？
如何检查线路？
1．主电路接线检查。
按电路图或接线图从电源端开始，逐段核对接线有无漏接、错接之处，检查导线接点是否符合要求，压接是否牢固。
2．控制电路接线检查。
用万用表电阻挡检查控制电路接线情况。
3．松开起动按钮SB1，按下KM触点架，使其常开辅助触点闭合，万用表读数应为接触器线圈的直流电阻值。
4．停车控制检查。
按下起动按钮SB1或KM触点架，测得接触器线圈的直流电阻值，同时按下停止按钮SB2，万用表读数由线圈的直流电阻值变为“∞”。
六、通电运行：
学生自检：
本组开始有步骤的对自己的作品进行检验，自己的作品是否达到设计要求等？
是否有应用价值？
作品质量等。
有记录，为作品展示做准备。
通电试车注意哪些问题？
1．为保证人身安全，在通电试车时，要认真执行安全操作规程的有关规定，经老师检查并现场监护。
2．接通三相电源L1、L2、L3，合上电源开关QS，用电笔检查熔断器出线端，氖管亮说明电源接通。
按下SB，观察接触器情况是否正常，是否符合线路功能要求，观察电器元件动作是否灵活，有无卡阻及噪声过大现象，观察电动机运行是否正常。
若有异常，立即停车检查。
学生根据自检填写表2—4
表2—4学生自检表
自检内容
不符合个数
评分标准
得分
元件安装位置是否合理
布线是否符合要求
导线与接线端子连接是否符合要求
电路接线是否正确
其他
七、评定反馈：
作品展示与评价：
1．学生必须在规定的时间内上交计划方案、设计原理图、控制柜以及活动总结报告等。
2、各小组在课堂上进行成果展示，介绍任务的完成过程，通电试车。
3．小组自评：
根据展示的结果，小组各成员对自己的工作过程、成果打分。
4．小组互评：
根据展示的结果，各小组之间进行互评打分
5．教师评价：
根据整个活动过程及产品质量，教师给出每组、每个学生公正评价。
项目活动评价表
学习领域活动日期
学习情境工作页编号
班级姓名学号教师
项目过程评价
成果质量评价
40分
配分
自评
互评
教师
个人
技术能力
项目内容
工作态度
项目说明
协调能力
项目展示
工作质量
效果图
复杂程度
工作主动
创新节约
交流沟通
小组
计划合理
规划周密
项目创意
分工合理
过程有序
特色
完成情况
接受批评
协作情况
提出建议
项目阐述（方案优化）
加减分理由：
20分
涉及项目的细节和相关知识
满分
加减分
合计得分
工作总结
工作总结
学习情境名称
工作时间
至
指导教师
班级
姓名
八、知识索引
（一）三相异步电动机
图2—4三相异步电动机铭牌实物图
图2—5三相异步电动机铭牌
1．三相异步电动机铭牌上的数据如图2-4，2-5所示
三相异步电动机的铭牌上标有电动机型号、额定值和使用条件。
（1）型号
异步电动机代号：
Y
机座中心高度，如160mm
机座长度，如L；
M；
S
磁极数，如4
（2）额定值
异步电动机铭牌上注有一系列额定数据。
电动机按其铭牌上标注的条件和额定数据运行称为额定运行。
异步电动机的额定数据：
①额定功率PN。
额定运行情况下，电动机轴上输出的机械功率，单位：
千瓦（KW）。
②额定电压UN。
额定运行情况下，外加于定子绕组上的线电压，单位：
伏（V）或千伏（KV）。
③额定电流IN。
电动机在额定电压下，轴端有额定功率输出时，定子绕组的线电流，单位：
安培（A）。
④额定频率fN。
我国规定标准工业用电的频率为50赫兹（HZ）。
⑤额定转速nN。
电动机在额定运行时电动机的转速，单位：
转/分（r/min）。
（3）连接方法
三相异步电动机接线如图2—6所示。
Y系列的电动机，功率在4KW以上的，其电压为380V，△接法。
功率在4KW以下的，其电压为380/220V，接法为Y/△。
即当电源线电压为380V时，接成Y形；
当电源线电压为220V时，应接成△形。
如图2—7所示。
（4）绝缘等级
绝缘等级指电动机所用绝缘材料的耐热等级，分A、E、B、F等级。
常用B级绝缘材料的允许最高温度为120℃左右。
允许温升指电动机的温度与周围环境温度相比升高的限度。
例如B级绝缘的电动机温升为80℃（环境温度以40℃为标准）。
（5）工作方式
表示电动机的运行方式，分为连续、短时、断续。
图2—6三相异步电动机接线图
图2—7三相异步电动机连接方法
有星型和三角型，星型是U1V1W1短接，U2V2W2J接电源，三角型是U1接V2,V1接W2,W1接U1再分别接电源
（二）导线选择
1．导线选择口诀
在安装电器配电设备中，经常遇到导线的选择问题，正确选择导线是项十分重要的工作，如果导线的截面积选小了，电器负载大易造成电器火灾的后果；
如果截面积选大了，造成成本高，材料浪费。
现介绍导线选择口诀，供使用时参考。
三点五下乘以九，往上减一顺号走。
三十五乘三点五，双双成组减点五。
条件有变加折算，高温加折铜升级，穿管根数二三四，八、七、六折满载流"
。
本口诀对各种绝缘载流量（安全电流）不是直接指出，而是"
截面乘上一定的倍数来表示，通过运算而得。
"
即：
倍数随截面的增大而减小。
三点五下乘以九，往上减一顺号走"
是说3.5mmz以下的各种截面积铝芯绝缘线，其载流量约为截面数的9倍。
如2.5mm2的导线，载流量为2.5x9=22.5（A）。
以4mm2及以上导线的截面积的倍数关系是顺着线号往上排，倍数逐渐减1，即4×
8、6×
7、10×
6、16×
5、25×
4、35×
3。
三十五乘三点五，双双成组减点五"
，说的是35mm2的导线载流量为截面的3.5倍，即35×
3.5=122.2（A）。
从50mm2以上的导线，其载流量与面数的关系变为两个线号成一组，倍数依次减0.5。
即50～7Omm2导线的载流量为截面数的3倍；
95～120mm2导线流量是其截面积的2.5倍，依次类推。
条件有变加折算，高温九折铜升级。
是说若铝芯绝缘明敷在环境温度长期高于25℃的地区，导线载流量可按上述口诀方法算出，然后再打折。
如是铜芯线，它的载流量比铝芯要大一些，如16mm2的铜线可按25mm2铝线计算。
2．导线安全载流量如图2-8所示
图2—8导线安全载流量
（三）绘制、识读电路图、布置图和接线图的原则
1．原理图
原理图是根据生产机械运动形式对电气控制系统要求，采用国家统一规定的电气图形符号和文字符号，按照电气设备和电器的工作顺序，详细表示电路、设备或成套装置的基本组成和连接关系，而不考虑其实际位置的一种简图。
原理图一般分电源电路、主电路、辅助电路三部分。
原理图的绘制：
（1）电源电路画成水平线，三相交流电源L1、L2、L3由上而下依次排列画出，中线N和保护地线PE画在相线之下。
直流电源则正端在上，负端在下画出。
电源开关要水平画出。
主电路是指受电的动力装置及保护电路，它通过的是电动机的工作电流，电流较大。
主电路要垂直电源电路画在原理图的左侧。
辅助电路包括控制电路、信号电路、照明电路。
控制电路是指控制主电路工作状态的电路。
信号电路是指显示主电路工作状态的电路。
照明电路是指实现机床设备局部照明的电路。
这些电路通过的电流都较小，画原理图时，控制电路、信号电路、照明电路要跨接两相电源之间，依次画在主电路的右侧，且电路中的耗能元件要画在电路的下方，而电器的触头要画在耗能元件的上方。
（2）原理图中，各电器的触头位置都按电路未通电或电器未受外力作用时的常态位置画出。
分析原理时，应从触头的常态出发。
（3）原理图中，各电器元件不画的外形图，而采用国家规定的统一国标符号画出。
（4）原理图中，同一电器的各元件不按它们的实际位置画在一起，而是按其在线路中所起作用分画在不同电路中，但它们的动作却是相互关联的，必须标以相同的文字符号。
例如接触器的主触点、辅助触点和线圈分别画在三个位置，但是必须用同一个文字符号“KM”表示。
图中相同的电器较多时，需要在电器文字符号后面加上数字以示区别。
原理图中，对有直接电联系的交叉导线接点，要用小黑圆点表示，无直接电联系的交叉导线连接点不画小黑圆点。
利用原理图可以清楚地了解电流路径、控制电器和用电器的相互关系以及控制原理，而不考虑电气设备和电器元件的实际结构和安装情况。
原理图为测试和查找故障提供信息，并为绘制电气安装接线图提供依据。
2．接线图
电气接线图是根据电气设备和电器元件的实际位置和安装情况进行绘制的。
以表示电气设备各个单元之间的接线关系。
主要用于安装接线和线路检查维修。
接线图的绘制：
（1）电器接线图中各个电器元件的图形符号及文字符号必须与原理图完全一致，并且符合国家标准。
同一个电器元件的所有部件应画在一起，并用虚线框起来，接触器KM接线图的画法如图2-9所示。
图2-9KM的接线图（画出所有在一起）
图2-10端子编线号
（2）导线编号表示。
电气接线图的线号和实际安装的线号应与电气原理图编写的线号一致。
（3）各个电路元件上凡是需要接线的部位及接线桩都应绘出，且一定要标注端子线号。
各端子编号必须与电器原理图上相应的编号一致如图2—10所示。
（4）安装板内、外的电器元件之间的连线，都应通过接线端子板进行连接。
如电动机与主电路的连线、控制电路与按钮的连线。
（5）接线图中的导线可用连续线和中断线来表示，也可用束线来表示。
3．布置图
布置图是采用简化的电器元件的外形符号（如正方形、矩形、圆形等），用来表示电器元件在控制板上的实际安装位置的一种简图。
它不表达各电器的具体结构、作用、接线情况以及工作原理，主要用于电器元件的布置和安装。
三相异步电动机正转控制线路的布置图，如图2-11所示。
图2-11三相异步电动机正转控制线路布置图
在实际中，电路图、接线图和布置图要结合起来使用。
4．读图的方法与步骤
（1）读原理图的方法与步骤先读主电路，后读辅助电路，然后研究辅助电路如何控制主电路。
①读主电路原则：
从下到上。
首先看清楚有几台用电器，它们的类别、用途、接线方式等；
然后看清楚这些电器分别用什么电器元件控制；
最后注意电源的种类和电压等级。
②读辅助电路首先看清楚辅助电路的电源种类和电压等级。
然后看清辅助电路中每个电器元件的作用，它们与主电路的用电器的控制关系。
最后研究这些电器元件之间的关系：
有的是控制与被控制关系，有的是相互关系，有的是联动关系。
（2）读接线图方法与步骤
①弄清楚原理图和接线图中电器元件的对应关系；
②看清楚各部位使用导线的根数和规格；
③根据接线图中的线号，研究主电路的线路走向。
可以从用电器开始往上读到电源，找出沿途碰到的电器元件；
④分析辅助线路走向的方法是从电源线的一端经过某一条支路走到电源线的另一端，找出沿途碰到的电器元件。
（四）接触器自锁正转控制线路
1．自锁和自锁触头
当启动按钮松开后，接触器通过自身的辅助常开触头使其线圈保持得电的作用叫做自锁。
与启动按钮并联起自锁作用的辅助常开触头叫做自锁触头。
2．根据图2-12所示，接触器自锁正转控制线路的工作原理可叙述为：
合上QS→按下SB2→KM线圈得电→KM主触头闭合→电动机M启动。
KM的自锁触点（3－4）常开点闭合，自锁。
按下SB1→KM线圈失电→KM主触头断开，KM的自锁触头（3-4）复位→电动机M停车。
图2-12接触器自锁正转控制线路图
3．接触器自锁控制线路不但能使电动机连续运转，而且还具有欠压和失压（或零压）保护作用
（1）欠压保护
欠压是指线路电压低于电动机应加的额定电压。
欠压保护是指当线路电压下降到某一数值时，电动机能自动脱离电源停转，避免电动机在欠压下运行的一种保护。
（2）失压（或零压）保护
失压保护是指电动机在正常运行中，由于外界某种原因引起突然断电时，能自动切断电动机电源；
当重新供电时，保证电动机不能自行启动的一种保护。
接触器自锁控制线路也可以实现失压保护作用。
4．接触器自锁正转控制线路装配工艺要求
（1）布线通道尽可能少，同路并行导线按主、控电路分类集中，单层密排，紧贴安装面布线。
（2）同一平面的导线应高低一致或前后一致，不能交叉。
非交叉不可时，该根导线应在接线端子引出时就水平架空跨越，且必须走线合理。
（3）布线应横平竖直，分布均匀。
变换走向时应垂直转向。
（4）布线时严禁损伤线芯和导线绝缘。
（5）布线顺序一般以接触器为中心，由里向外，由低至高，先控制电路，后主电路的顺序进行，以不妨碍后续布线为原则。
（6）在每根剥去绝缘层导线的两端套上线号管。
所有从一个接线端子（或接线桩）到另一个接线端子（或接线桩）的导线必须连续，中间无接头。
5．接触器自锁正转控制线路安装注意事项及检修方法
（1）安装接触器自锁正转控制线路的注意事项
①电动机及按钮的金属外壳必须可靠接地。
②电源进线应接在螺旋式熔断器的下接线座上，出线应接在上接线座上。
③安装完毕的控制线路板，必须经过认真检查后，才允许通电试车，以防止错接、漏接，造成不能正常运转或短路事故。
④训练应在规定的定额时间内完成。
（2）电动机基本控制线路故障检修的方法
①用试验法观察故障现象，初步判定故障范围；
②用逻辑分析法缩小故障范围；
③用测量法（电压测量法和电阻测量法）确定故障点
（五）测量法确定故障点的方法
安装前测量各元件是否完好,坏的要修理好,修不好的要更换新的,同时要测量并记下自己所用交流接触器KM1、KM2线圈的直流电阻,具体的数值不同型号的接触器有较大有差别,如常用的CJ10-20交流接触器线圈直流电阻约2000Ω、而型号较新的S-K21线圈直流电阻则只有几百欧姆。
首先,用万能表电阻档测量熔断器FU1、FU2、FU3,应该是电阻为0Ω,若不导通,则更换熔体或重拧紧熔断器的瓷帽直到导通良好,然后才能进行下面的自检测量。
万能表选用合适的档位,档位过大使示数太小、误判是短路,档位过小使示数很大、误判为开路,严重会影响到测量的准确性;
一般选择×
10Ω档或者×
100Ω档。
在自检测量时把万用表的两根表笔分别接在控制电路的起点即FU2的U11、V11两点（或是FU2的出线点0、1两点）,按下按钮、接触器位置开关等元件来模拟控制元件的工作,根据各支路的通断使得所控制的接触器线圈、继电器线圈形成并联或断开,从万电表所指示的阻值变化来判断安装的线路是否正确。
步骤可分为按钮功能、接触器自锁功能、接触器互锁功能及主电路来进行,把万用表的两根表笔分别接在控制电路的起点即FU2的U11、V11两点,万用表的读数指示为∞（如果电阻为0Ω,则电路存在短路;
如果电阻为2000Ω或1000Ω则有可能是自锁触头或启动按钮接错）。
（一）控制电路的检查（电路正常的万能表示数）
1．按钮功能检查
（1）正转控制检查:
按下启动按钮SB1→万能表指针读数指示约2000Ω（正转控制接触器KM1线圈回路接通）。
1）此时同时按下停止按钮SB3→万能表指针读数先指示∞（正转控制接触器KM1线圈回路被切断）
2）此时松开SB3,同时按下SB2→万能表指针读数指示约1000Ω（KM1、KM2两个控制回路并联）
3）SB1、SB2、SB3同时按下→万能表指针读数先指示∞（正、反转控制回路同时被切断）
（2）反转控制检查:
按下启动按钮SB2→万能表指针读数指示约2000Ω（反转控制接触器KM2线圈回路接通）。
（1）此时同时按下停止按钮SB3→万能表指针读数先指示∞（反转控制接触器KM2线圈回路被切断）
（2）此时松开SB3,同时按下SB1→万能表指针读数指示约1000Ω（KM1、KM2两个控制回路并联）
（3）SB1、SB2、SB3同时按下→万能表指针读数先指示∞（正、反转控制回路同时被切断）
2、自锁各互锁检查
（1）正转控制:
按下KM1触头支架→万能表指针读数指示约2000Ω（接触器KM1常开辅助触头3、4两点接通KM1线圈控制回路）
1）此时同时按下SB3→万能表指针读数指示约∞（接触器KM1线圈控制回路被切断）,则自锁正常。
2）松开SB3,同时按下KM2触头支架→万能表指针读数指示约∞（KM1线圈回路被KM2常闭辅助触头4、5两点切断）,则互锁正常。
（2）反转控制:
按下KM2触头支架→万能表指针读数指示约2000Ω（接触器KM2常开辅助触头3、6两点接通KM2线圈控制回路）
1）此时同时按下SB3→万能表指针读数指示约∞（接触器KM2线圈控制回路被切断）,则自锁正常。
2）松开SB3,同时按下KM1触头支架→万能表指针读数指示约∞（KM2线圈回路被KM1常闭辅助触头6、7两点切断）,则互锁正常。
（二）主电路的检查
主电路的检查一般是在控制电路检查完后进行,主要目的是为了检查主电路是否存在短路。
在检查主电路时由于电动机每相绕组的直流电阻较小,一般在10Ω以下,电阻档应该选择×
1Ω档。
接上电动机后按各接触器的工作顺序按下接触器触头支架模拟接触器工作,同时用万能表测量总开关出线点U11、V11、W11两两间的电阻,电阻大小应该相等且为电动机任意两根电源引线间电阻。
若出现电阻为零,说明主电路出现短路;
如果出现电阻较大或∞,说明主电路存在接触不良或开路。
在图2-12电路中,假设电动机M的绕组是△形连接,每相绕组电阻为5Ω,测量步骤如下:
1．按下KM1触头支架,用万用表的两根表笔分别测量
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